le barriere epiteliali fisiche, chimiche e microbiologiche
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Le barriere epiteliali
fisiche, chimiche e microbiologiche
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Barriere anatomiche:
• Cute
Membrane mucose
– Apparato digerente
– Apparato respiratorio
– Apparato urogenitale
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Defensine
• Peptidi ricchi di cisteina costituiti da 29-34 aa con 3 ponti disolfuro intracatena.
• A seconda della posizione di questi ponti disolfuro e pertanto in base all’omologia della loro sequenza aa e alla struttura tridimensionale si possono distinguere
a-defensine, b-defensine, f-defensine
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Defensine
• Antibiotici ad ampio spettro
• Capaci di inserirsi nel doppio strato di fosfolipidi
alterando l’equilibrio osmotico del microrganismo e
portandolo a morte.
• Virus dotati di mantello, batteri Gram-, ma esistono
anche peptidi capaci di agire su peptidoglicano dei
Gram+
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Defensine
• Prodotte dalle cellule epiteliali delle mucose e dai leucociti
• TNF e IL-1 aumentano la sintesi
• Sono sintetizzate come precursori inattivi contenenti una sequenza peptidica che inattiva la funzione proteolitica. L’attivazione avviene ad opera di una proteasi che taglia questa sequenza
Cellule di Paneth criptidine
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LISOZIMA
• Il lisozima è un enzima presente in tessuti animali dotato di attività battericida.
• È abbondantemente presente in numerose secrezioni animali e umane come le lacrime e nella saliva. Si trova in concentrazioni elevate anche nell'albume d'uovo.
• Il lisozima, legandosi alla superficie batterica, ne riduce la carica elettrica negativa superficiale, rendendo più facile la fagocitosi del batterio
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Rappresentazione schematica della parete dei
batteri Gram positivi e negativi
•L'enzima agisce attaccando i peptidoglicani, che costituiscono la membrana esterna del batterio, e
idrolizzando il legame che connette
l'acido N-acetilmuramico col quarto atomo di carbonio dell'N-acetilglucosamina.
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Lattoferrina
Lega Fe3+ limita disponibilità Fe
Immunità nutrizionale
Il ferro viene usato
come cofattore nelle reazioni enzimatiche
per trasporto di proteine
per la regolazione di alcuni fattori trascrizionali
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Il microbiota
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Immunità innataImmunità
acquisita
Sistema del
complemento
anticorpi Componente
umorale
Neutrofili
Eosinofili
Basofili
Monociti-
macrofagi
Cellule NK
mastociti
Cellule
dendritiche
Linfociti T
Linfociti B
Componente
cellulare
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The blood as a window for global immune system analysis in humans
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Linfociti
Granulociti
eosinofiliMonociti
Cellule
Natural
Killer
Leucociti circolanti
Granulociti
basofili
Granulociti
neutrofili
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60-70%
20-25%
2-3%
0.1%
5-10%
5%
Leucociti circolanti
5000-10000/mm3
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Le cellule effettrici del SI
Innato
Le cellule effettrici più numerose del SI
innato sono cellule derivate dal
midollo osseo che circolano nel
sangue e migrano nei tessuti.
Sono cellule di derivazione mieloide e
linfoide.
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CFU=
unità formante
colonie
Ematopoiesi
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Effettori cellulari
dell’immunità innata:I granulociti
neutrofili
eosinofili
basofili
Hanno un caratteristico nucleo multilobato (vengono definiti pertanto polimorfonucleati PMN)
Diametro 10-20um
Hanno vita breve (ore nel sangue, gg nei tessuti)
Escono per extravasazione nei siti infiammatori
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I Granulociti neutrofili sono un tipo di granulociti il cui citoplasma contiene granulazioni caratteristiche ed un
nucleo lobato ed hanno funzioni di difesa dell’organismo contro infezioni batteriche e fungine.
Principali cellule coinvolte nella
risposta infiammatoria acuta
Vengono chiamati neutrofili perché incorporano coloranti istologici, sia acidi sia basici (neutrofilo).
Rappresentano il 60-70% dei leucociti circolanti
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NEUTROFILI
• 4000-1000 per uL
• In risposta all’infezione si ha un rapido
incremento della produzione dei N nel
midollo osseo fino a 20000 cellule per ul
nel sangue
• La loro produzione è stimolata da fattori
che stimolano le colonie (CSF)
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NEUTROFILI
• Ingeriscono i microbi presenti nel
torrente ematico e nei focolai infettivi nei
tessuti extravascolari
• Muoiono nel giro di poche ore
(degenerano dopo un singolo episodio
di attività)
• I neutrofili morti sono i principali
costituenti cellulari del pus
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-granuli terziari contenenti gelatinasi
CD32, CD16
I l granuli contengono peptidi antimicrobici e enzimi proteolitici
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EOSINOFILI
12-17um
Nucleo bilobato
il numero aumenta in seguito a infezioni parassitarie e in
alcuni stati di ipersensibilità
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EOSINOFILI
• the central core of these granules contains cationic major basic protein,
and their periphery contains the remaining major cationic proteins,
cytokines, chemokines, growth factors and enzymes
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BASOFILI
I granuli contengono: eparina, istamina, perossidasi, fosfatasi acida e molti altri mediatori chimici dei
processi infiammatori come proteasi neutre e TNF-a
come i mastociti, i granulociti basofili liberano anche leucotrieni, sostanze coinvolte nella contrazione della
muscolatura liscia.
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Monociti
• Prendono parte sia al meccanismo innato che specifico di
difesa del SI
• 10-18mm
• 1-6% dei leucociti circolanti (500-1000 per ul)
• Nucleo a forma di rene
• Contengono deboli granuli azzurrofili e numerosi lisosomi
Possono differenziarsi in macrofagi o cellule dendritiche
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Macrofagi
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Polarizzazione dei macrofagi
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Macrofagi tissutali
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Macrofagi
• Ingerire ed uccidere microbi
• Ingerire e degradare cellule morte
• Sintesi citochine
• Riparazione tessuti danneggiati,
angiogenesi
• Presentare gli antigeni alle cellule T
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Cellule dendritiche
• Caratterizzate da lunghe protrusioni della membrana e
capacità fagocitica e sono ampiamente distribuite nei
tessuti linfoidi, nell’epitelio delle mucose e nel
parenchima degli organi
• Svolgono ruoli importanti nelle risposte innate alle
infezioni e nel collegare l’immunità innata a quella
adattativa
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Cellule Natural Killer
Le cellule NK fanno parte di un tipo cellulare definito sulla base di proprietà morfologiche con il termine di grandi linfociti granulari (LGL).
Sono il 50% più grandi dei linfociti a riposo
Hanno evidenti granuli citoplasmatici
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Mastcellule
• Si trovano in numerosi tessuti tra i quali la cute, il tessuto connettivo di vari organi ed il tessuto epiteliale mucoso dei tratti respiratorio genitourinario e digestivo
• adiacenti ai vasi sanguigni e nervi.
• Hanno numerosi granuli citoplasmatici contenenti istamina e altre sostanze farmacologicamente attive
• svolgono un ruolo chiave nella difesa contro i parassiti e nello sviluppo di allergie
• Generalmente ricoperte di IgG ed IgE
Stem Cell Factor (ligando di cKit) è essenziale per il loro sviluppo
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MECCANISMI EFFETTORI
DEI FAGOCITI
NEUTROFILI
MACROFAGI
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LA FAGOCITOSI
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40
Agenti battericidi prodotti o
rilasciati dai fagociti
Elastasi, catepsina G, gelatinasi
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Metaboliti intermedi
reattivi dell’ossigeno
(ROI)
metaboliti intermedi
reattivi dell’azoto
(RNI)
MECCANISMI DI UCCISIONE
OSSIGENO DIPENDENTI
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NADPH + 2O2+ H+ NADP++2O2-+2H+
NADPH ossidasi
O2- anione superossido
OH. radicale ossidrile
O2. Ossigeno singoletto
H202 perossido di idrogeno
Metaboliti intermedi reattivi dell’ossigeno (ROI)
IFN-g
TLRs
NADPH= nicotinamide adenin-dinucleotide fosfato (cofattore)
OH- ione idrossido
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H202+ O2.
superossido-dismutasi
L’anione superossido genera altri potenti agenti ossidanti
OH. + OH-+ O2.H202+ O2
-
2O2-+2H+
O2- anione superossido
OH. radicale ossidrile
O2. Ossigeno singoletto
H202 perossido di idrogeno
OH- ione idrossido
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Quando il lisosoma si fonde con il fagosoma, la MPO agisce sull’ H202 insieme a
uno ione alogenuro (ioduro, bromuro, cloruro) e produce agenti ossidanti più
durevoli e estremamente tossici.
H202+ Cl- HClO2
HIO2
HBrO2
H202+ I-
H202+ Br-
Mieloperossidasi (MPO)
Ac. Bromoso
Ac. Cloroso
Ac. Iodoso
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NO2 biossido di azotoNO Ossido nitrico
HNO2. Acido nitroso
NH2Cl Monocloroamina
L-arginina + O2+ NADPH NO + L-citrullina + NADP+
Sintetasi inducibile
dell’ossido nitrico
(iNOS)
* La sintetasi inducibile dell’ossido nitrico
che converte l’arginina in ossido nitrico
dotato di attività microbicida
Metaboliti intermedi reattivi
dell’azoto (RNI)
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Malattia granulomatosa
cronica (CGD)
• infezioni ricorrenti e gravi da parte di
batteri e miceti già dalla prima infanzia
• (Stafilococco, Burkholderia cepacia, Serratia,
Aspergillo, Nocardia)
• Profilassi antibiotica (TMP-SMX) e anti-
fungina (itraconazolo) + in casi rari IFN-
gamma
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Malattia granulomatosa cronica (CGD):
• malattia genetica molto rara.
• 2/3 meccanismo di
trasmissione legato a X, le
altre forme autosomiche
recessive
• Risposte cellulo-mediate
croniche
• Normalmente deficit di gp91
phox= citocromo b558
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MALATTIA GRANULOMATOSA
CRONICA
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Diagnosi con test NBT
Il nitroblue di tetrazolio (NBT) è ridotto
dai neutrofili normali, che mostrano
depositi blue-viola.
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Il nitroblue di tetrazolio
(NBT) è ridotto dai
neutrofili normali, che
mostrano depositi blue-
viola.
NBT test in un portatore di CGD:
solo metà dei neutrofili riducono il
NBT, mostrando granuli blue-
viola
NBT test in un paziente affetto da CGD: i
neutrofili non riducono il NBT: assenza dei
granuli granuli blue-viola